Los magnetares son objetos extraños:enormes, estrellas de neutrones giratorios con campos magnéticos entre los más poderosos conocidos, capaz de disparar breves ráfagas de ondas de radio tan brillantes que son visibles en todo el universo.

Un equipo de astrofísicos ha descubierto ahora otra peculiaridad de los magnetares:pueden emitir ráfagas de rayos gamma de baja energía en un patrón nunca antes visto en ningún otro objeto astronómico.

No está claro por qué debería ser esto pero los propios magnetares son poco conocidos, con docenas de teorías sobre cómo producen estallidos de rayos gamma y de radio. El reconocimiento de este patrón inusual de actividad de rayos gamma podría ayudar a los teóricos a descubrir los mecanismos involucrados.

"Magnetares, que están conectados con ráfagas de radio rápidas y repetidores de gamma suaves, tener algo periódico en marcha, además de la aleatoriedad, "dijo el astrofísico Bruce Grossan, astrofísico de la Universidad de California, Laboratorio de Ciencias Espaciales de Berkeley (SSL). "Este es otro misterio además del misterio de cómo se producen las explosiones".

Los investigadores, Grossan y el físico teórico y cosmólogo Eric Linder de SSL y el Centro de Física Cosmológica de Berkeley y el becario postdoctoral Mikhail Denissenya de la Universidad de Nazarbayev en Kazajstán, descubrieron el patrón el año pasado en ráfagas de un repetidor gamma suave. SGR1935 + 2154, que es una magnetar, una fuente prolífica de estallidos de rayos gamma suaves o de menor energía y la única fuente conocida de estallidos de radio rápidos dentro de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Descubrieron que el objeto emite ráfagas al azar, pero solo dentro de los períodos de tiempo regulares de cuatro meses, cada ventana activa separada por tres meses de inactividad.

El 19 de marzo El equipo subió una preimpresión que afirmaba un "comportamiento de ventana periódica" en ráfagas gamma suaves de SGR1935 + 2154 y predijo que estas ráfagas comenzarían nuevamente después del 1 de junio, después de una pausa de tres meses, y podrían ocurrir durante una ventana de cuatro meses que termina en octubre. 7.

El 24 de junio tres semanas en la ventana de actividad, la primera nueva ráfaga de SGR1935 + 2154 se observó después del intervalo previsto de tres meses, y se han observado casi una docena más de ráfagas desde entonces, incluyendo uno el 6 de julio, el día en que el artículo se publicó en línea en la revista Revisión física D .

"Estos nuevos estallidos dentro de esta ventana significan que nuestra predicción está acertada, "dijo Grossan, que estudia transitorios astronómicos de alta energía. "Probablemente lo más importante es que no se detectaron ráfagas entre las ventanas desde que publicamos por primera vez nuestra preimpresión".

Linder compara la no detección de explosiones en ventanas de tres meses con una pista clave, el "incidente curioso" de que un perro guardián no ladraba durante la noche, que permitió a Sherlock Holmes resolver un asesinato en el cuento "La aventura de Silver Blaze ".

"Los datos faltantes u ocasionales son una pesadilla para cualquier científico, "señaló Denissenya, el primer autor del artículo y miembro del Laboratorio de Cosmos Energéticos de la Universidad de Nazarbayev, que fue fundada hace varios años por Grossan, Linder y el cosmólogo y premio Nobel George Smoot de UC Berkeley. "En nuestro caso, era crucial darse cuenta de que las ráfagas perdidas o ninguna ráfaga transportan información ".

La confirmación de su predicción sorprendió y emocionó a los investigadores, que piensan que este puede ser un ejemplo novedoso de un fenómeno —comportamiento periódico en ventana— que podría caracterizar las emisiones de otros objetos astronómicos.

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En el último año, Los investigadores sugirieron que la emisión de ráfagas de radio rápidas, que típicamente duran unas milésimas de segundo, de galaxias distantes podría agruparse en un patrón de ventana periódica. Pero los datos eran intermitentes, y las herramientas estadísticas y computacionales para establecer firmemente tal afirmación con datos escasos no estaban bien desarrolladas.

Grossan convenció a Linder para que explorara si se podían utilizar técnicas y herramientas avanzadas para demostrar que las ventanas periódicas, pero al azar, así como, dentro de una ventana de actividad:el comportamiento estaba presente en los datos de ráfagas de rayos gamma suaves del magnetar SGR1935 + 2154. El instrumento Konus a bordo de la nave espacial WIND, lanzado en 1994, ha registrado ráfagas de rayos gamma suaves de ese objeto, que también exhibe ráfagas de radio rápidas, desde 2014 y probablemente nunca se perdió una brillante.

Linder, miembro del Proyecto de Cosmología de Supernovas con sede en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, había utilizado técnicas estadísticas avanzadas para estudiar la agrupación en el espacio de las galaxias en el universo, y él y Denissenya adaptaron estas técnicas para analizar la agrupación de ráfagas en el tiempo. Su análisis, el primero en usar tales técnicas para eventos repetidos, mostró una periodicidad de ventana inusual distinta de la repetición muy precisa producida por los cuerpos en rotación o en órbita, que la mayoría de los astrónomos piensan cuando piensan en comportamientos periódicos.

"Hasta aquí, hemos observado ráfagas en 10 períodos de ventana desde 2014, y la probabilidad es 3 en 10, 000 que, si bien creemos que es una ventana periódica, en realidad es aleatorio, " él dijo, lo que significa que hay un 99,97% de posibilidades de que tengan razón. Señaló que una simulación de Monte Carlo indicó que la probabilidad de que vean un patrón que realmente no existe es muy inferior a 1 entre mil millones.

La reciente observación de cinco ráfagas dentro de su ventana prevista, visto por WIND y otras naves espaciales que monitorean estallidos de rayos gamma, aumenta su confianza. Sin embargo, una sola explosión futura observada fuera de la ventana refutaría toda la teoría, o hacer que rehagan su análisis por completo.

"La parte más intrigante y divertida para mí fue hacer predicciones que pudieran ser probadas en el cielo. Luego realizamos simulaciones con patrones reales y aleatorios y descubrimos que realmente nos hablaba de las explosiones, "Dijo Denissenya.

En cuanto a qué causa este patrón, Grossan y Linder solo pueden adivinar. Se cree que los estallidos de rayos gamma suaves de magnetares involucran terremotos estelares, quizás desencadenado por interacciones entre la corteza de la estrella de neutrones y su intenso campo magnético. Los magnetares giran una vez cada pocos segundos, y si la rotación va acompañada de una precesión, un bamboleo en la rotación, eso podría hacer que la fuente de emisión de ráfagas apunte a la Tierra solo dentro de una determinada ventana. Otra posibilidad, Grossan dijo:es eso un denso, Una nube giratoria de material oscurecedor rodea la magnetar pero tiene un agujero que solo permite periódicamente que salgan explosiones y lleguen a la Tierra.

"En esta etapa de nuestro conocimiento de estas fuentes, realmente no podemos decir cuál es, "Este es un fenómeno rico que probablemente se estudiará durante algún tiempo", dijo Grossan.

Linder está de acuerdo y señala que los avances se lograron mediante la polinización cruzada de técnicas de observaciones astrofísicas de alta energía y cosmología teórica.

"UC Berkeley es un gran lugar donde diversos científicos pueden reunirse, ", dijo." Continuarán observando y aprendiendo e incluso 'escuchando' con sus instrumentos para más perros en la noche ".